DeHoGas

Nachhaltiges dezentrales Holzvergaserkraftwerk mit gekoppelter Mikrogasturbine
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FKZ-Nr.:
03KB047
Das Gesamtziel ist die Optimierung einer Holzvergasungsanlage sowie deren Kopplung mit einer Mikrogasturbine zur dezentralen Kraft-Wärme-Erzeugung bei effizienter Rohstoffnutzung und vermindertem Emissions- und Schadstoffausstoß. Hierzu werden in einem ersten Schritt die bestehenden Subsysteme getrennt analysiert, zielgerichtet optimiert und für die Kopplung modifiziert. Weiterhin sollen Anlagen- und Betriebskonzepte ausgearbeitet, ein innovatives Brennkammersystem für die Mikrogasturbine entwickelt, die Gasreinigung optimiert sowie Wirtschaftlichkeits-analysen durchgeführt werden. Der anschließende Technologietransfer erfolgt durch die Umsetzung und den Dauerbetrieb einer real gekoppelten Pilotanlage.
Das Projekt thematisiert die Optimierung einer Holzvergasungsanlage sowie deren Kopplung mit einer Mikrogasturbine zur dezentralen Strom- und Wärmeerzeugung. In der ersten Projektphase sollen im Rahmen einer „Virtuellen Kopplung“ die Subsysteme Holzvergaser und Mikrogasturbine getrennt analysiert, zielgerichtet optimiert und für die Kopplung modifiziert werden. Zur Weiterentwicklung der Vergasertechnologie sind detaillierte Messprogramme zur Beurteilung des Betriebs und der Produktgaszusammensetzung vorgesehen. Einen weiteren Schwerpunkt bilden die Untersuchungen zur Vergasung von verschiedenen Substraten aus biogenen Reststoffen/Landschaftsbiomassen, welche unter die Biomasseverordnung fallen. Dies dient neben der Bestimmung des Einflusses des jeweiligen Substrats auf die Produktgaszusammensetzung auch zur Ermittlung der Anforderungen an die Brennstoffaufbereitung. Zur Verbrennung der Produktgase wird ein brennstoff-flexibles und schadstoffarmes Brennkammersystem entwickelt und getestet. Weiterhin werden mittels numerischer Modelle verschiedene Anlagen- und Betriebskonzepte simuliert und umfangreiche Wirtschaftlichkeitsanalysen durchgeführt. In der zweiten Projektphase „Demonstration“ erfolgen der Technologietransfer und die Umsetzung eines Pilotkraftwerks. Der Anlagenbetrieb dient zur Charakterisierung der Kopplung sowie zur Optimierung der Einzelkomponenten und der Gesamtanlage. Basierend auf den Erfahrungen aus dem geplanten Dauerbetrieb wird die Wirtschaftlichkeit des Anlagenkonzepts analysiert sowie Betriebsprobleme dokumentiert.
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03KB047A

- Analyse und Bewertung verschiedener Anlagenkonzepte hinsichtlich ihrer technischen Relevanz, Wirtschaftlichkeit und des Potenzials für eine Breitenanwendung - Entwicklung eines schadstoffarmen Brennkammersystems für niederkalorige Produktgase aus thermischen Vergasungsanlagen - Integration der Mikrogasturbine in das Kraftwerkssystem und Inbetriebnahme - Betriebsbegleitung der Mikrogasturbine während des Versuchsbetriebs der Pilotanlage - Koordination des Gesamtprojekts

03KB047C

- Weiterentwicklung, Anpassung und Erprobung effizienter physikalischer, thermisch induzierter sowie katalytischer Gasreinigungsverfahren. Optimierung der Verfahrensparameter der Gaskonditionierung hinsichtlich des Betriebs einer Mikrogasturbine. - Untersuchungen zur Vergasung von verschiedenen Substraten aus biogenen Reststoffen/Landschaftsbiomassen, welche unter die Biomasseverordnung fallen. Dies dient neben der Bestimmung des Einflusses des jeweiligen Substrats auf die Produktgaszusammensetzung auch zur Ermittelung der Anforderungen an die Brenngasaufbereitung.

03KB047D

- Anlagenaufbau und Inbetriebnahme - Charakterisierung und Optimierung der Pilotanlage

weitere Informationen
- Zornek, T.; Monz, T.; Berry, A.; Erich, E.; Jochum, J.; de Graaff, M.; Kessler, A. (2016): Nachhaltiges dezentrales Holzvergaserkraftwerk mit gekoppelter Mikrogasturbine (DeHoGas), Juni 2016. Verfügbar unter: https://www.energetische-biomassenutzung.de/de/vorhaben/liste-aller-vor…
- Zornek, T.; Monz, T.; Aigner, M. (2015): Performance analysis of the micro gas turbine Turbec T100 with a new FLOX-combustion system for low calorific fuels. In: Applied Energy 159, pp. 276–284.
- Zornek, T.; Monz, T.; Aigner, M. (2014): Effizient, Flexibel, Sauber, FLOX-Brennkammersysteme für Mikrogasturbinen. In: Brennstoff Wärme Kraft, 66 (9), S. 13–16 – ISSN 0006-9612
- Höllerl, H. (2016): Mikroturbine. In: Forst & Technik (2016) 8, Sonderteil Holzenergie, S.8–9.
- Zornek, T.; Monz, T.; Aigner, M. (2013): Experimentelle Charakterisierung eines Holzgas-Brenners für Mikrogasturbinen. 26. Deutscher Flammentag, 11. – 12. September 2013, S. 775–778.
- Zornek, T.; Monz, T.; Aigner, M. (2013): A Micro Gas Turbine Combustor for the use of Product Gases from Biomass Gasification. In: Proceedings of the European Combustion Meeting – 2013, pp. P4–39.
- Zornek, T.; de Graaff, M.; Monz, T.; Aigner, M. (2012): Potenziale von Mikrogasturbinen bei der Kopplung mit atmosphärischen Festbettvergasern. In: Thrän, D.; Pfeiffer, D. (Hrsg.): Konferenzband Energetische Biomassenutzung. Neue Technologien und Konzepte für die Bioenergie der Zukunft. 05. – 06.11. 2012. (Schriftenreihe des BMU-Förderprogramms „Energetische Biomassenutzung, 9). Leipzig, S. 315–325.

Webseite: www.DLR.dr/vt

Partner 03KB047A

Institut für Verbrennungstechnik, Gasturbinen

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Projektleitung:
Dr.-Ing. Timo Zornek
Phone Icon +49 (0) 711 6862-323
Mail Icon timo.zornek@dlr.de

Weitere Ansprechperson:

Dr. Thomas Monz +49 (0) 711 6862-791 thomas.monz@dlr.de

Partner 03KB047B

Hochschule Offenburg

Pin IconBadstraße 24, 77652 Offenburg

Projektleitung:
Prof. Dr.-Ing. Joachim Jochum
Phone Icon +49 (0) 781 205-113
Mail Icon jochum@fh-offenburg.de

Partner 03KB047C

iuta – Institut für Energie- und Umwelttechnik e. V.

Pin IconBliersheimer Straße 60, 47229 Duisburg

Projektleitung:
Dr.-Ing. Egon Erich
Phone Icon +49 (0) 2065 418-268
Mail Icon erich@iuta.de

Weitere Ansprechperson:

Dipl.-Ing. Andrew Berry +49 (0) 2065 418-275 berry@iuta.de Waldemar Sowinski +49 (0) 2065 418-107 sowinski@iuta.de

Partner 03KB047D

EnBW Energie Baden-Württemberg AG

Pin IconDurlacher Allee 93, 76131 Karlsruhe

Weitere Ansprechperson:

Alois Kessler +49 (0) 721 63-17884 a.kessler@enbw.com